真空電弧爐作為高等金屬冶煉與材料制備的核心設備,廣泛應用于鈦、鋯、鈮等活性金屬及特種合金的熔煉。其運行過程涉及高真空、大電流、高溫電弧等復雜物理條件,對操作安全性與工藝精度要求高。現代真空電弧爐普遍配備人機交互式模擬控制屏(HMI),通過圖形化界面集成設備狀態監控與關鍵參數調節功能。本文將圍繞模擬屏的主要控制模塊,解析其操作邏輯與使用要點。 一、主界面布局與狀態顯示
啟動系統后,模擬屏首先進入主監控界面,以流程圖形式直觀展示真空系統、電極機構、冷卻水路、電源系統及爐體狀態。關鍵參數如爐內真空度(單位:Pa或mTorr)、電弧電流(kA)、電壓(V)、坩堝溫度、冷卻水流量與壓力等實時數據顯示在對應位置,并配以顏色標識(綠色正常、黃色預警、紅色報警)。操作人員可一目了然掌握設備整體運行狀況。
二、真空系統控制模塊
真空是電弧爐工作的前提。在“真空控制”子界面中,可依次啟動機械泵、羅茨泵及擴散泵(或分子泵),并設置目標真空度閾值(如≤1×10?²Pa)。模擬屏支持自動抽氣程序:當達到預設粗抽階段后,系統自動切換至高真空泵;若真空度異常回升,界面將彈出泄漏提示,并記錄壓力變化曲線,輔助故障診斷。
三、電弧引燃與功率調節
“熔煉控制”界面是核心操作區。引弧前需確認電極下降到位、冷卻系統正常。點擊“預引弧”按鈕,系統施加低壓脈沖檢測回路通斷;隨后進入“正式引弧”模式,通過調節電極間距與電流斜率,實現平穩起弧。模擬屏提供手動/自動兩種功率控制方式:
手動模式:通過滑塊或數字輸入設定電流值,適用于工藝調試;
自動模式:按預設熔煉曲線(如升溫段、保溫段、凝固段)自動調節電流,確保成分均勻與組織致密。
四、安全聯鎖與報警管理
為防止誤操作引發事故,模擬屏內置多重聯鎖邏輯。例如:真空度未達標時禁止引弧;冷卻水流量低于閾值時自動降功率;爐蓋未鎖緊則無法啟動抽真空。所有報警事件(如過流、超溫、真空泄漏)均在“報警日志”中記錄時間、類型及建議處理措施,支持一鍵復位(需權限驗證)。
五、數據記錄與工藝回放
特殊系統還集成“歷史數據”功能,可存儲每爐次的全過程參數曲線,支持導出為CSV或PDF格式,用于質量追溯與工藝優化。部分機型甚至具備“虛擬回放”模式,可在模擬屏上重現某次熔煉的動態過程,便于培訓或問題復盤。
真空電弧爐的模擬屏不僅是操作終端,更是集監控、控制、診斷與記錄于一體的智能中樞。熟練掌握其界面邏輯與控制策略,不僅能提升熔煉效率與產品一致性,更能有效規避高風險工況。